Почему митохондрии называют аккумулятором клетки

Коротко: митохондрии называют «аккумулятором» клетки, потому что они не просто делают АТФ, а накапливают и хранят энергию в виде электрохимического «заряда» — протонного градиента и мембранного потенциала на внутренней мембране. Этот заряд затем «разряжается» через АТФ-синтазу, превращаясь в АТФ — универсальную «валюту» энергии клетки.

Чуть подробнее по шагам:

1. Источник «топлива».
   При окислении глюкозы, жирных кислот и аминокислот образуются переносчики электронов NADH и FADH₂. Они отдают электроны белкам дыхательной цепи в внутренней мембране митохондрий.

2. «Зарядка» аккумулятора.
   Электроны бегут по комплексам I–IV, а энергия этого потока «выталкивает» протоны (H⁺) из матрикса в межмембранное пространство. Так создаются сразу две формы запасённой энергии:
   • концентрационный градиент H⁺ (разность pH),
   • электрический градиент (внутри — отрицательнее снаружи).
   Суммарно это называют протонной движущей силой; по сути — та же логика, что и у батарейки: есть разделение зарядов и «напряжение» на мембране (порядка ~150–180 мВ плюс вклад pH-градиента).

3. «Разрядка» в полезную работу.
   Когда клетке нужна энергия, протоны возвращаются в матрикс через молекулярную «турбину» — АТФ-синтазу. Поток H⁺ вращает её ротор, и фермент синтезирует АТФ из АДФ и фосфата. Это и есть контролируемая «разрядка» аккумулятора с превращением запасённой энергии градиента в химическую энергию АТФ.

4. Транспорт и распределение энергии.
   АТФ быстро выводится в цитозоль (через переносчик АТФ/АДФ), где тратится на мышечные сокращения, синтез белков, работу ионных насосов и пр. По мере расходования «заряд» снова накачивается дыхательной цепью — цикл «заряд-разряд».

5. Гибкость «аккумулятора».
   Митохондрии меняют число и форму в ответ на спрос: в «энергоёмких» клетках их больше, складчатая внутренняя мембрана (кристы) увеличивает площадь «электродов». Есть даже «размыкание цепи»: в бурой жировой ткани белок UCP1 специально рассеивает заряд в тепло — метафорически это похоже на «короткое замыкание» для обогрева.

Итог: термин «аккумулятор» удачен, потому что митохондрии действительно сначала накапливают энергию в виде разделения зарядов на мембране, а потом управляемо отдают её через АТФ-синтазу — как батарея, которая заряжается и разряжается по требованию клетки.